DE68927079T2 - Liquid crystal device - Google Patents

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIKFIELD OF THE INVENTION AND STATE OF THE ART

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Vorrichtung, welche einen Flüssigkristall verwendet, insbesondere eine ferroelektrische Flüssigkristail-Vorrichtung mit unterdrückter Farbungleichmäßigkeit.The invention relates to a liquid crystal device using a liquid crystal, particularly to a ferroelectric liquid crystal device with suppressed color unevenness.

Clark und Lagerwall haben einen oberflächenstabilisierten bistabilen ferroelektrischen Flüssigkristall in Applied Physics Letters, Band 36, Nr. 11 (1. Juni 1980), S. 899 - 901, und in den US-Patenten Nr. 4 367 924 und Nr. 4 563 059 beschrieben. Der bistabile ferroelektrische Flüssigkristall ist durch Anordnen eines chiralen smektischen Flüssigkristalls zwischen einem Paar von Substraten erzeugt worden, welche angeordnet sind, um einen Zwischenraum zu erzeugen, der klein genug ist, um das Ausbilden einer untrennbar mit dem Hauptteil der chiralen smektischen Phase des Flüssigkristalls verbundenen spiralförmigen Anordnung der Flüssigkristallmoleküle zu unterdrücken, und das Ausrichten der senkrechten Molekülschichten, welche jeweils aus einer Vielzahl von Flüssigkristallmolekülen in einer Richtung aufgebaut sind.Clark and Lagerwall have described a surface-stabilized bistable ferroelectric liquid crystal in Applied Physics Letters, Vol. 36, No. 11 (June 1, 1980), pp. 899-901, and in U.S. Patents Nos. 4,367,924 and 4,563,059. The bistable ferroelectric liquid crystal has been produced by disposing a chiral smectic liquid crystal between a pair of substrates arranged to create a gap small enough to suppress the formation of a spiral arrangement of the liquid crystal molecules inseparably connected to the main part of the chiral smectic phase of the liquid crystal, and aligning the vertical molecular layers each composed of a plurality of liquid crystal molecules in one direction.

Weiterhin beschreibt das Patentdokument US-A-4 37 018 eine Flüssigkristall-Vorrichtung, wobei transparente Elektroden auf einem Paar von Substraten angeordnet sind und eine Flüssigkristallschicht zwischen den Substraten engeordnet ist. Die Dicke der transparenten Elektroden ist durch die Formel [550/(2n)] nm gegeben, wobei n der Brechungsindex der Elektrode ist. Die Dicke der transparenten Elektrode und einer Isolierschicht, welche als eine Mehrschichtfolie anzusehen ist, wird berechnet, um deren Reflexion auf einen bestimmen Wert einzustellen, um dadurch die Reflexionen des Außenlichts, insbesondere die Reflexionen an der Grenzfläche der transparenten Elektrode zu vermindern, um eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem hohen Kontrast zu schaffen.Furthermore, patent document US-A-4 37 018 describes a liquid crystal device, wherein transparent electrodes are arranged on a pair of substrates and a liquid crystal layer is arranged between the substrates. The thickness of the transparent electrodes is given by the formula [550/(2n)] nm, where n is the refractive index of the electrode. The thickness of the transparent electrode and an insulating layer which is to be regarded as a multilayer film is calculated to adjust its reflectance to a certain value, thereby reducing the reflections of the external light, particularly the reflections at the interface of the transparent electrode, to provide a liquid crystal display device with a high contrast.

Weiterhin beschreibt das Patentdokument JP-A-63-193 206 eine Flüssigkristall-Vorrichtung, wobei ein Paar von Elektroden auf einem Paar von Substraten und eine Flüssigkristailschicht zwischen den Substraten angeordnet sind. Der vorstehend erwähnte Aufbau wird durch eine Drei-Wellenlängen-Fluoreszenzlichtquelle beleuchtet.Furthermore, patent document JP-A-63-193206 describes a liquid crystal device in which a pair of electrodes are arranged on a pair of substrates and a liquid crystal layer is arranged between the substrates. The above-mentioned structure is illuminated by a three-wavelength fluorescent light source.

Außerdem beschreibt das Patentdokument JP-A-59-202 435 eine Flüssigkristall-Vorrichtung, welche innerhalb und außerhalb der Flüssigkristall-Vorrichtung angeordnete Antireflexionsfolien aufweist, wobei diese Antireflexionsfolien zwei dreischichtige Antireflexionsfolien sind, weiche jeweils auf der oberen Fläche der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und auf der Oberfläche der transparenten Elektrode, weiche der vorstehend erwähnten oberen Fläche benachbart ist, angeordnet sind, um die Reflexion des Außenlichts zu vermindern. Die mehrschichtige Folie auf der oberen Fläche der transparenten Elektrode weist eine Schicht 6 auf, deren Brechungsindex höher als der Brechungsindex der transparenten Elektrode ist. Weiterhin weisen die Schichten der dreischichtigen Folie eine optische Dicke von jeweils λ&sub0;/4 und λ&sub0;/2 auf, d. h. deren Dicken werden durch die mittlere Wellenlänge λ&sub0; in dem Wellenlängenbereich vorbestimmt, dessen Reflexion zu verhindern ist. Somit ist die Reflexion in dem Fall kaum verhinderbar, bei welchem alle Dicken der unterschiedlichen Schichten der mehrschichtigen Reflexionsfolie, welche die transparente Eiektrode aufweist, die vorstehend erwähnten Bedingungen erfüllen.Furthermore, patent document JP-A-59-202435 describes a liquid crystal device having anti-reflection films disposed inside and outside the liquid crystal device, these anti-reflection films being two three-layer anti-reflection films disposed respectively on the upper surface of the liquid crystal display device and on the surface of the transparent electrode adjacent to the above-mentioned upper surface to reduce the reflection of the external light. The multilayer film on the upper surface of the transparent electrode has a layer 6 whose refractive index is higher than the refractive index of the transparent electrode. Furthermore, the layers of the three-layer film have an optical thickness of λ0/4 and λ0/2, respectively, that is, their thicknesses are determined by the central wavelength λ0. predetermined in the wavelength range, the reflection of which is to be prevented. Thus, the reflection is hardly preventable in the case where all thicknesses of the different layers of the multilayer reflection film comprising the transparent electrode satisfy the above-mentioned conditions.

Weiterhin beschreibt das Patentdokument JP-A-59-58 421 eine Flüssigkristall-Vorrichtung, wobei ein Flüssigkristall zwischen einem Vordersubstrat und einein Rücksubstrat angeordnet ist. Das Rücksubstrat weist einen speziellen Brechungsindex auf. Das Beleuchtungslicht wird in einem "Ein"-Zustand der Flüssigkristall-Vorrichtung übertragen und in einem "Aus"-Zustand totalreflektiert. Das Rücksubstrat dient zur guten Beleuchtung.Furthermore, patent document JP-A-59-58 421 describes a liquid crystal device in which a liquid crystal is arranged between a front substrate and a rear substrate. The rear substrate has a specific refractive index. The illumination light is transmitted in an "on" state of the liquid crystal device and is totally reflected in an "off" state. The rear substrate serves to provide good illumination.

In diesen Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik ist der Durchlaßgrad durch eine herkömmliche ferroelektrische Flüssigkristallzelle jedoch nicht ausreichend groß, so daß ein Rückseitenlicht mit einer hohen Leuchtdichte für eine Anzeigeeinrichtung erforderlich ist.However, in these prior art devices, the transmittance through a conventional ferroelectric liquid crystal cell is not sufficiently large, so that a backlight with a high luminance is required for a display device.

Als eine Lichtquelle mit hoher Leuchtdichte ist eine Lichtquelle bekannt, welche eine scharfe Spitze der spezifischen Energie (%) aufweist, insbesondere eine Fluoreszenzlichtquelle mit mindestens zwei Typen von Leuchtstoffen oder fluoreszierenden Substanzen, welche unterschiedliche Emissionsspitzen-Wellenlängen aufweisen (z. B. "FL40SS-EX 37S", im Angebot von Toshiba K. K., mit einer in Fig. 9 gezeigten Spektralemissionskurve). Wird eine solche Lichtquelle als eine Rückseitenbeleuchtung für ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungen verwendet, wie vorstehend beschrieben, werden Probleme verursacht, wie z. B. das Auftreten der Farbungleichmäßigkeit infolge einer ungleichmäßigen Dicke einer Flüssigkristallschicht und das Auftreten von Farbtonänderungen auf der gesamten Anzeigeeinrichtungsfläche, entsprechend den Änderungen der Beobachtungsrichtungen.As a high luminance light source, there is known a light source having a sharp peak of specific energy (%), particularly a fluorescent light source having at least two types of phosphors or fluorescent substances having different emission peak wavelengths (e.g., "FL40SS-EX 37S" offered by Toshiba K.K., having a spectral emission curve shown in Fig. 9). When such a light source is used as a backlight for ferroelectric liquid crystal displays as described above, problems are caused such as occurrence of color unevenness due to uneven thickness of a liquid crystal layer and occurrence of color tone changes on the entire display surface in accordance with changes in observation directions.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Probleme besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine ferroelektrische Flüssigkristall-Vorrichtung zu schaffen, welche das Auftreten der Farbungleichmäßigkeit oder der Farbtonänderung verhindert, während ein heller Anzeigezustand aufrechterhalten wird.In view of the above-mentioned problems, an object of the invention is to provide a ferroelectric liquid crystal device which prevents the occurrence prevents color unevenness or hue change while maintaining a bright display state.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch eine Flüssigkristall-Vorrichtung mit einer Flüssigkristallzelle mit einem Paar von Substraten erreicht, wobei jedes eine darauf angeordnete transparente Elektrode aufweist, und eine Flüssigkristallschicht, welche zwischen dem Paar von Substraten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die transparenten Elektroden eine Dicke von 84 nm oder weniger, 132 nm bis 168 nm, 196 nm bis 247 nm oder 318 nm bis 385 nm aufweisen, wobei die Flüssigkristallschicht eine Dicke von 5 µm oder weniger aufweist, eine Fluoreszenzlichtquelle hinter der Flüssigkristallzelle entsprechend einer Beobachtungsrichtung angeordnet ist und die Flüssigkristallzelle beleuchtet, wobei die Fluoreszenziichtquelle mindestens drei Spitzen der spezifischen Emissionsenergie aufweist, und das Paar von Substraten jeweils eine darauf angeordnete transparente Elektrode und eine dielektrische Folie trägt, welche einen größeren Brechungsindex als die transparente Eiektrode aufweist.According to the invention, this object is achieved by a liquid crystal device having a liquid crystal cell with a pair of substrates each having a transparent electrode arranged thereon and a liquid crystal layer arranged between the pair of substrates, characterized in that the transparent electrodes have a thickness of 84 nm or less, 132 nm to 168 nm, 196 nm to 247 nm or 318 nm to 385 nm, the liquid crystal layer has a thickness of 5 µm or less, a fluorescent light source is arranged behind the liquid crystal cell according to an observation direction and illuminates the liquid crystal cell, the fluorescent light source has at least three peaks of specific emission energy, and the pair of substrates each have a transparent electrode arranged thereon and a dielectric film which has a larger refractive index than the transparent electrode.

Die Aufgabe sowie weitere Ziele der Erfindung, wie auch deren Merkmale und Vorteile, werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes deutlich.The object and further aims of the invention, as well as its features and advantages, will become clear from the following description of preferred embodiments of the subject matter of the invention, which refers to the drawings.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Vorrichtung,Fig. 1 shows a schematic sectional view of a liquid crystal device according to the invention,

Fig. 2 - 7 zeigen durch Anderungen einer Beobachtungsrichtung verursachte Änderungen der Durchlaßgrade einer Flüssigkristallzelle gemäß dem Stand der Technik,Fig. 2 - 7 show changes in the transmittance of a liquid crystal cell according to the prior art caused by changes in an observation direction,

Fig. 8A zeigt eine schematische Draufsicht einer Flüssigkristallzelle zum Erläutern eines Winkels θsamp, und Fig. 8B zeigt eine entsprechende Seitenansicht zum Erläutern eines Winkels θin,Fig. 8A shows a schematic plan view of a liquid crystal cell for explaining an angle θsamp, and Fig. 8B shows a corresponding side view for explaining an angle θin,

Fig. 10 und Fig. 11 zeigen jeweils Spektraldurchlaßgradkurven für eine erfindungsgemäße Flüssigkristall- Vorrichtung und für ein Vergleichsbeispiel der Flüssigkristall-Vorrichtung,Fig. 10 and Fig. 11 show spectral transmittance curves for a liquid crystal device according to the invention and for a comparative example of the liquid crystal device, respectively,

Fig. 12 zeigt ein Farbartdiagramm in einem u*-v* -Koordinatensystem, welches einen geometrischen Ort der sich in Abhängigkeit von Änderungen der Dicke der Flüssigkristallschicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Vorrichtung verändernden Farbartpunkte zeigt,Fig. 12 shows a chromaticity diagram in a u*-v* coordinate system, which shows a geometric location of the chromaticity points changing depending on changes in the thickness of the liquid crystal layer of a liquid crystal device according to the invention,

Fig. 13 zeigt ein entsprechendes Farbartdiagramm für eine wergleichs-Flüssigkristall-Vorrichtung,Fig. 13 shows a corresponding chromaticity diagram for a comparative liquid crystal device,

Fig. 14 zeigt ein Farbartdiagramm in einem u*-v* -Koordinatensystem, welches einen geometrischen Ort der sich in Abhängigkeit von den Änderungen des Winkels θin ändernden Farbartpunkte für eine erfindungsgemäße Flüssigkristall- Vorrichtung zeigt,Fig. 14 shows a chromaticity diagram in a u*-v* coordinate system, which shows a geometric location of the chromaticity points changing as a function of the changes in the angle θin for a liquid crystal device according to the invention,

Fig. 15 zeigt ein entsprechendes Farbartdiagramm für eine Vergleichs-Flüssigkristall-Vorrichtung,Fig. 15 shows a corresponding chromaticity diagram for a comparative liquid crystal device,

Fig. 16 zeigt ein Farbartdiagramm in einem u*-v* -Koordinatensystem mit Farbartpunkten für eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Vorrichtung und eine Vergleichs-Flüssigkristall-Vorrichtung,Fig. 16 shows a chromaticity diagram in a u*-v* coordinate system with chromaticity points for a liquid crystal device according to the invention and a comparison liquid crystal device,

Fig. 17 zeigt eine schematische Schnittansicht einer anderen erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Vorrichtung,Fig. 17 shows a schematic sectional view of another liquid crystal device according to the invention,

Fig. 18 zeigt ein Kurvenbild einer Beziehung zwischen dem Winkel Δθuv (Grad) und der ITO-Foliendicke, undFig. 18 is a graph showing a relationship between the angle Δθuv (degrees) and the ITO film thickness, and

Fig. 19 und Fig. 20 zeigen schematische perspektivische Ansichten zur Darstellung der in der vorliegenden Erfindung verwendeten ferroelektrischen Flüssigkristallzelle.Fig. 19 and Fig. 20 are schematic perspective views showing the ferroelectric liquid crystal cell used in the present invention.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Vorrichtung mit einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle 10. Die Flüssigkristall zelle 10 weist zwei Glassubstrate 12a und 12b mit den jeweils darauf angeordneten transparenten Elektroden 13a und 13b auf, den dielektrische Folien 14a und 14b sowie den Ausrichtfolien 15a und 15b, und einen ferroelektrischen Flüssigkristall 16, d. h. eine zwischen den zwei Glassubstraten 12a und 12b angeordnete Flüssigkristallschicht. Auf beiden Seiten der ferroelektrischen Flüssigkristallzelle 10 sind Polarisatoren 11a und 11b als gekreuzte Micolssche Prismen angeordnet. Hinter dem Polarisator 11b ist eine Rückseiten-Beleuchtungseinrichtung 17 angeordnet, d. h. eine Fluoreszenzlichtquelle, und eine Reflexionsplatte 18, um das übertragene Licht 19 durch die Flüssigkristallzelle 10 zu reflektieren.Fig. 1 shows a schematic sectional view of a liquid crystal device according to the invention with a ferroelectric liquid crystal cell 10. The liquid crystal cell 10 has two glass substrates 12a and 12b with the transparent electrodes 13a and 13b arranged thereon, the dielectric films 14a and 14b and the alignment films 15a and 15b, and a ferroelectric liquid crystal 16, i.e. a liquid crystal layer arranged between the two glass substrates 12a and 12b. Polarizers 11a and 11b are arranged as crossed Micols prisms on both sides of the ferroelectric liquid crystal cell 10. A backlighting device 17 is arranged behind the polarizer 11b, i.e. a fluorescent light source, and a reflection plate 18 to reflect the transmitted light 19 through the liquid crystal cell 10.

Fig. 2 - 7 zeigen die Änderungen im Durchlaßgrad durch eine Flüssigkristallzelle A gemäß dem Stand der Technik mit einem solchen Zellenaufbau, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, und welcher die folgenden Abmessungen entsprechend den Anderungen der Beobachtungsrichtung aufweist.Fig. 2 - 7 show the changes in transmittance through a liquid crystal cell A according to the prior art having a cell structure as shown in Fig. 1 and having the following dimensions according to the changes in the observation direction.

... e5 -- 5. 5.... e5 -- 5. 5.

Flüssigkristallzelle ALiquid crystal cell A

Glassubstrate 12a, 12b:Glass substrates 12a, 12b:

1,1 mm dicke Glasplatten1.1 mm thick glass panels

Transparente Elektroden 13a, 13b:Transparent electrodes 13a, 13b:

115 nm (1150 Å) dicke Folie aus ITO (Brechungsindex = 1,92) Dielektrische Folien 14a, 14b:115 nm (1150 Å) thick ITO film (refractive index = 1.92) Dielectric films 14a, 14b:

45 nm (450 Å) dicke Folie aus SiO&sub2; (Brechungsindex = 1,47) Ausrichtfolien 15a, 15b:45 nm (450 Å) thick SiO2 film (refractive index = 1.47) Alignment films 15a, 15b:

60 nm (600 Å) dicke Folie aus Polyimid (Brechungsindex 1,67)60 nm (600 Å) thick polyimide film (refractive index 1.67)

Ferroelektrischer Flüssigkristall 16:Ferroelectric liquid crystal 16:

durchschnittlich 1,5 µm dicke Schicht aus CS-1014 (im Vertrieb von Chisso K. K., n = 1,55, n = 1,70,average 1.5 µm thick layer of CS-1014 (sold by Chisso K. K., n = 1.55, n = 1.70,

maximaler Kippwinkel = 20º, Kippwinkel in der Flüssigkristallzelle ohne Vorliegen eines elektrischen Felds = 8º,maximum tilt angle = 20º, tilt angle in the liquid crystal cell without the presence of an electric field = 8º,

Vorkippwinkel in der SmA-Phase 0ºPretilt angle in the SmA phase 0º

Polarisatoren 11a, 11b:Polarizers 11a, 11b:

angeordnet als rechtwinklig gekreuzte Nicolssche Prismen, um den dunkelsten Zustand zu erreichen, wenn kein elektrisches Feld vorliegt.arranged as right-angled crossed Nicols prisms, to achieve the darkest state when no electric field is present.

Die Änderungen in der Beobachtungsrichtung sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt, zusammen mit der Zuordnung der Kurven in Fig. 7 mit Bezug auf Fig. 8A und Fig. 8B. Tabelle 1 The changes in the observation direction are summarized in Table 1 below, together with the assignment of the curves in Fig. 7 with reference to Fig. 8A and Fig. 8B. Table 1

In mehr spezifischer Weise zeigt Fig. 8A eine Draufsicht einer ferroelektrischen Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung 81, welche waagerecht angeordnet ist und durch ein Auge 82 beobachtet wird. Auf der Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung 81 sind die bezeichneten Bildbereiche A - F gezeigt. Eine Richtung 83 ist als die waagerechte Komponente einer Beobachtungsrichtung definiert, welche vom beobachtenden Auge 82 in einer üblichen Beobachtungsposition entlang der Bildmitte verläuft. Die Winkel θsamp (A) - (F) sind als Winkel der waagerechten Richtungen vom beobachtenden Auge 82 jeweils zu den bezeichneten Bildbereichen A - B mit Bezug auf die waagerechte Richtung 83 definiert. Fig. 8B zeigt eine Seitenansicht entsprechend Fig. 8A und zeigt einen Winkel θ ν, definiert als ein Winkel der senkrechten Komponente einer Beobachtungsrichtung vom beobachtenden Auge 82 zu einem bezeichneten Bereich mit Bezug auf eine Senkrechte zur ferroelektrischen Flüssigkristall-AnzeigeeinrichtungMore specifically, Fig. 8A shows a plan view of a ferroelectric liquid crystal display device 81 which is arranged horizontally and is observed by an eye 82. On the liquid crystal display device 81, the designated image areas A - F are shown. A direction 83 is defined as the horizontal component of an observation direction which runs from the observing eye 82 in a usual observation position along the image center. The angles θsamp (A) - (F) are defined as angles of the horizontal directions from the observing eye 82 to the designated image areas A - B, respectively, with respect to the horizontal direction 83. Fig. 8B shows a side view corresponding to Fig. 8A and shows an angle θ ν, defined as an angle of the vertical component of an observation direction from the observing eye 82 to a designated area with respect to a normal to the ferroelectric liquid crystal display device

Fig. 2 - 7 zeigen, daß eine solche ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung 81 mit 115 nm (1150 Å) dikken, transparenten Elektroden 13a und 13b aus ITO Farbungleichmäßigkeit infolge von Änderungen der Winkel θsamp und Oin verursacht, da sie zu unterschiedlicher Durchlässigkeit für blaues Licht (450 nm) und rotes Licht (632 nm) führen.Figs. 2 - 7 show that such a ferroelectric liquid crystal display device 81 having 115 nm (1150 Å) thick ITO transparent electrodes 13a and 13b causes color non-uniformity due to changes in the angles θsamp and θin, since they result in different transmittances for blue light (450 nm) and red light (632 nm).

Erfindungsgemäß ist es jedoch möglich geworden, das Auftreten solcher Farbungleichmäßigkeit auf Grund der Mehrfachinterferenz beim Beleuchten mit einer Drei-Wellenlängen-Fluoreszenzlichtquelle, welche eine in Fig. 9 gezeigte Spektralemissionskurve aufweist, zu unterdrücken, durch Verwenden einer transparenten Elektrode, vorzugsweise aus ITO (Indium-Zinn-Oxid), welche eine Dicke von 84 nm (840 Å) oder weniger (insbesondere 72 nm (720 Å) oder weniger, aber praktisch 5 nm (50 Å) oder mehr) aufweis:, 132 nm - 168 nm (1320 Å - 1680 Å) , 196 nm - 247 nm (106 Å - 470 Å) oder 318 nm - 385 nm (3180 Å - 3850 Å) für eine transparente Elektrode 13a und/oder eine transparente Elektrode 13b.According to the present invention, however, it has become possible to suppress the occurrence of such color unevenness due to multiple interference when illuminating with a three-wavelength fluorescent light source having a spectral emission curve shown in Fig. 9 by using a transparent electrode, preferably made of ITO (indium tin oxide), having a thickness of 84 nm (840 Å) or less (particularly 72 nm (720 Å) or less, but practically 5 nm (50 Å) or more):, 132 nm - 168 nm (1320 Å - 1680 Å), 196 nm - 247 nm (106 Å - 470 Å) or 318 nm - 385 nm (3180 Å - 3850 Å) for a transparent electrode 13a and/or a transparent electrode 13b.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Glassubstrate 12a und 12b verursacht, daß sie einen Brechungsindex n aufweisen, welcher eine Beziehung erfüllt:In a preferred embodiment of the invention, the glass substrates 12a and 12b are caused to have a refractive index n which satisfies a relationship:

n - 0,1 ≤ n ≤ n + 0,1,n-0.1 ? n ≤ n + 0.1,

wobei n und n jeweils die Brechungsindizees eines verwendeten Flüssigkristalls entlang der kürzeren (kleineren) Molekülachse und der längeren (größeren) Molekülachse bezeichnen, gemessen nach dem optischen Interferenzverfahren. In diesem Ausführungsbeispiel wird weiterhin bevorzugt, daß die dielektrischen Folien 14a und 14b sowie die Ausrichtfolien 15a und 15b ebenfalls einen ähnlichen Brechungsindex aufweisen, d. h. einen Wert n, welcher die vorstehend aufgeführte Beziehung erfüllt.where n and n respectively denote the refractive indices of a liquid crystal used along the shorter (smaller) molecular axis and the longer (larger) molecular axis, measured by the optical interference method. In this embodiment, it is further preferred that the dielectric films 14a and 14b and the alignment films 15a and 15b also have a similar refractive index, i.e. a value n which satisfies the above-mentioned relationship.

Fig. 10 zeigt ein Kurvenbild der spektralen Durchlaßgrade in Hell- und Dunkelzuständen unter der Bedingung θin = 0º durch eine ferroelektrische Flüssigkristallzelle B mit einem in Fig. 1 gezeigten Flüssigkristall-Zellenaufbau und denselben Abmessungen wie die vorstehend erwähnte Flüssigkristallzelle A gemäß dem Stand der Technik, mit Ausnahme der Dicke der transparenten Elektroden 13a und 13b aus ITO, welche auf 10 nm (100 Å) geändert wurde. Die Durchlaßgradkurve 101 betrifft den Hellzustand, und die Durchlaßgradkurve 102 betrifft den Dunkelzustand.Fig. 10 is a graph showing spectral transmittances in bright and dark states under the condition of θin = 0° through a ferroelectric liquid crystal cell B having a liquid crystal cell structure shown in Fig. 1 and the same dimensions as the above-mentioned prior art liquid crystal cell A, except for the thickness of the transparent electrodes 13a and 13b made of ITO, which was changed to 10 nm (100 Å). The transmittance curve 101 relates to the bright state, and the transmittance curve 102 relates to the dark state.

Fig. 11 zeigt den entsprechenden spektralen Durchlaßgrad in dem Hell- und dem Dunkelzustand der vorstehend beschriebenen und zum Vergleich bestimmten ferroelektrlschen Flüssigkristallzelle A. Die Durchlaßgradkurve 111 stellt den Durchlaßgrad im Hellzustand und die Durchlaßgradkurve 112 stellt den Durchlaßgrad im Dunkelzustand dar.Fig. 11 shows the corresponding spectral transmittance in the light and dark states of the ferroelectric liquid crystal cell A described above and intended for comparison. The transmittance curve 111 represents the transmittance in the light state and the transmittance curve 112 represents the transmittance in the dark state.

Im Hinblick auf Fig. 10 und Fig. 11 zeigt ein Vergleich, daß die Durchlaßgradkurve 111 der zum Vergleich bestimmten Flüssigkristallzelle A in Fig. 11 bemerkenswerte Spitzenwerte P1, P2, P3, ... in Abständen von 20 nm - 50 nm aufweist, welche eine Schwankung des Durchlaßgrads im Vergleich mit der Durchlaßgradkurve 101 der Flüssigkristall zelle B in Fig. 10.With respect to Fig. 10 and Fig. 11, a comparison shows that the transmittance curve 111 of the liquid crystal cell A for comparison in Fig. 11 has remarkable peaks P1, P2, P3, ... at intervals of 20 nm - 50 nm, which indicate a fluctuation in transmittance in comparison with the transmittance curve 101 of the liquid crystal cell B in Fig. 10.

Die vorstehend erwähnten Flüssigkristallzellen A und B waren jeweils mit einer Rückseitenbeleuchtungseinrichtung (FL40 SS-EX 37-S) ausgestattet, welche eine in Fig. 9 gezeigte Spektralemissionskurve aufweist, und einer Anzeigeeinrichtungsprüfung unterzogen wurde, wobei das Auftreten der Farbungleichmäßigkeit bei Beleuchtung durch die Rückseitenbeleuchtungseinrichtungen durch willkürlich ausgewählte 20 Anzeigeeinrichtungen bewertet wurde, wobei die Werte von θin und θsamp vielfach geändert wurden. Demzufolge wurde die zum Vergleich bestimmte Flüssigkristallzelle A beurteilt, um eine Farbungleichmäßigkeit bei 18 der 20 Anzeigeeinrichtungsprüfungen zu verursachen, wobei die Flüssigkristallzelle B beurteilt wurde, frei von Farbungleichmäßigkeit bei 19 von 20 Anzeigeeinrichtungsprüfungen zu sein.The above-mentioned liquid crystal cells A and B were each equipped with a backlight device (FL40 SS-EX 37-S) having a spectral emission curve shown in Fig. 9 and subjected to a display device test, wherein the occurrence of color unevenness upon illumination by the backlight devices was evaluated by arbitrarily selected 20 display devices with the values of θin and θsamp changed many times. Accordingly, the liquid crystal cell A for comparison was judged to cause color unevenness in 18 of the 20 display device tests, and the liquid crystal cell B was judged to be free from color unevenness in 19 of the 20 display device tests.

Fig. 12 zeigt ein Farbartdiagramm im u*-v* -Koordinatensystem gemäß dem CIE-1976-(L*u*v*)-Raum (JIS Z8729-1980), welches die Änderungen der Farbartpunkte entsprechend den Änderungen der Flüssigkristall-Schichtdicke für eine Ausführungsform der Flüssigkristallzelle B zeigt. In mehr spezifischer Weise wurde eine Flüssigkristallzelle mit einem Aufbau geschaffen, welcher grundlegend denselben Aufbau wie die vorstehend erwähnte Flüssigkristallzelie B hat, aber eine relativ große Schwankung der Flüssigkristall-Schichtdicke aufweist. Die Punkte, welche Flüssig kristall-Schichtdicken von 1,3 µm, 1,4 µm, 1,5 µm, 1,6 µm und 1,7 µm aufweisen, wurden unter Verwendung eines Berek- Kompensators erkannt, und die u*- und v*-Koordinaten in den jeweiligen Dickenabschnitten wurden unter der Bedingung θin = 0 mittels einer Leuchtdichte-Meßeinrichtung (z. B. "BM-7", im Vertrieb von Tokyo Kogaku Kikai K.K.) gemäß dem CIE-1976-(L*u*v*)-Raum gemessen, während "Weiß" des Standard-lichts C (JIS Z8720) am Koordinatenursprung bestimmt wurde. Fig. 13 zeigt ein ähnliches Farbartdiagramm, welches mit Bezug auf eine Ausführungsform der Flüssigkristallzelle A erhalten wurde.Fig. 12 shows a chromaticity diagram in the u*-v* coordinate system according to the CIE 1976 (L*u*v*) space (JIS Z8729-1980), showing the changes of the chromaticity points according to the changes of the liquid crystal layer thickness for an embodiment of the liquid crystal cell B. More specifically, a liquid crystal cell was provided with a structure which has basically the same structure as the above-mentioned liquid crystal cell B but has a relatively large variation of the liquid crystal layer thickness. The points having liquid crystal layer thicknesses of 1.3 µm, 1.4 µm, 1.5 µm, 1.6 µm and 1.7 µm were detected using a Berek compensator, and the u* and v* coordinates in the The chromaticity diagrams of the respective thickness portions were measured under the condition of θin = 0 by means of a luminance meter (e.g., "BM-7", sold by Tokyo Kogaku Kikai KK) according to the CIE 1976 (L*u*v*) space, while "white" of the standard light C (JIS Z8720) was determined at the coordinate origin. Fig. 13 shows a similar chromaticity diagram obtained with respect to an embodiment of the liquid crystal cell A.

Fig. 14 zeigt den geometrischen Ort des Farbartpunkts im u*-v*-Koordinatensystem der Flüssigkristallzelle B, welcher durch Ändern von θin (Fig. 8B) unter der Bedingung θsamp (Fig. 8A) = 0 erhalten wurde. Fig. 15 zeigt den geometrischen Ort des Farbartpunkts im u*v *Koordinatensystem der Flüssigkristallzelle A, welcher durch Ändern von θin unter der Bedingung θsamp = 0 erhalten wurde. Die gezeigten Werte in Grad entlang der geometrischen Orte in Fig. 14 und Fig. 15 bezeichnen die θin-Werte in Grad.Fig. 14 shows the geometric locus of the chromaticity point in the u*-v* coordinate system of the liquid crystal cell B, which was obtained by changing θin (Fig. 8B) under the condition θsamp (Fig. 8A) = 0. Fig. 15 shows the geometric locus of the chromaticity point in the u*v* coordinate system of the liquid crystal cell A, which was obtained by changing θin under the condition θsamp = 0. The values shown in degrees along the geometric loci in Fig. 14 and Fig. 15 indicate the θin values in degrees.

Fig. 12 - 15 zeigen, daß die Ausführungsform der Flüssigkristallzelle B der Erfindung keine merkliche Farbänderung entsprechend den Änderungen der Flüssigkristall-Zellendicke und des Beobachtungswinkels (Einfallwinkels) verursacht, während die Flüssigkristallzelle der Ausführungsform der Flüssigkristallzelle A (Vergleichsflüssigkristallzelle) eine merkliche Farbänderung als Reaktion auf Änderungen der Flüssigkristall-Zellendicke und des Beobachtungswinkels verursacht.Figs. 12 - 15 show that the liquid crystal cell B embodiment of the invention causes no noticeable color change in response to changes in liquid crystal cell thickness and observation angle (angle of incidence), while the liquid crystal cell of the liquid crystal cell A embodiment (comparative liquid crystal cell) causes a noticeable color change in response to changes in liquid crystal cell thickness and observation angle.

In anderen Worten, es ist ersichtlich, daß die Zelle der Ausführungsform der Flüssigkristallzelle A (Vergleichsbeispiel) eine bemerkenswerte Änderung der Farbungleichmäßigkeit oder eine Änderung des Farbtons infolge einer Dikkenschwankung von ± 0,1 µm oder weniger (z. B. ± 10 nm (100 Å) oder einer Änderung des Beobachtungswinkels θin in der Größenordnung von ± 2,5º verursacht, wobei die erfindungsgemäße Flüssigkristallzelle (siehe Flüssigkrtstallzelle B) keine bemerkbare Farbungleichmäßigkeit als Reaktion auf eine Schwankung der Dicke von ± 0,1 µm oder weniger oder eine Änderung im Beobachtungswinkel in der Größenordnung von ± 2,5º verursacht, so daß eine Flüssigkristallzelle vorliegt, welche nicht dazu neigt, eine Farbungleichmäßigkeit zu verursachen, da ein normaler Mensch einen erkennbaren Pupillenparallaxenwinkel von etwa 2,5º aufweist.In other words, it is seen that the cell of the embodiment of the liquid crystal cell A (comparative example) causes a remarkable change in color unevenness or a change in color tone due to a thickness variation of ± 0.1 µm or less (e.g., ± 10 nm (100 Å) or a change in the observation angle θin on the order of ± 2.5°, whereby the liquid crystal cell of the present invention (see liquid crystal cell B) does not cause noticeable color unevenness in response to a variation in thickness of ± 0.1 µm or less or a change in observation angle on the order of ± 2.5º, so that there is a liquid crystal cell which does not tend to cause color unevenness since a normal person has a noticeable pupil parallax angle of about 2.5º.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die dielektrischen Folien 14a und 14b in der in Fig. 1 gezeigten ferroelektrischen Flüssigkristallzelle 10 aus Ta&sub2;O&sub5; oder TiO&sub2; zusammengesetzt sein, um die vorstehend erwähnten Ziele zu erreichen.In another preferred embodiment of the invention, the dielectric films 14a and 14b in the ferroelectric liquid crystal cell 10 shown in Fig. 1 may be composed of Ta₂O₅ or TiO₂ to achieve the above-mentioned objectives.

Fig. 16 zeigt einen Farbartpunkt 171 einer solchen Flüssigkristallzelle 10, welche 63 nm (630 Å) dicke dielektrische Folien 14a und 14b aus Ta&sub2;O&sub5; mit einem Brechungsindex von 2,1 aufweist, in Kombination mit 67 nm (670 Å) dicken transparenten Elektroden 13a und 13b aus ITO mit einem Brechungsindex von 1,92.Fig. 16 shows a chromaticity point 171 of such a liquid crystal cell 10, which has 63 nm (630 Å) thick dielectric films 14a and 14b made of Ta₂O₅ with a refractive index of 2.1, in combination with 67 nm (670 Å) thick transparent electrodes 13a and 13b made of ITO with a refractive index of 1.92.

In einer noch anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Brechungsindex von mindestens einem Teil des Glassubstrats, der transparenten Elektrodenfolie und der dielektrischen Folie schrittweise oder stetig änderbar, um so einen Brechungsindexunterschied an einer Grenzfläche zwischen den Schichten zu minimieren. Fig. 17 zeigt schematisch eine solche Ausführungsform mit deren Schnittansicht auf der linken Seite und eine zugehörige Brechungsindexverteilung auf der rechten Seite. Eine solche schrittweise oder stetige Änderung des Brechungsindex ist z. B. durch das äußere Diffusionsverfahren oder das Metalldiffusionsverfahren (siehe z. B. "Kohha Denshi Kagaku (Lichtwellen-Elektronenoptik)", veröffentlicht von Corona Sha K.K., S. 298 - 299) ausführbar. In spezifischer Weise wurden in der in Fig. 17 gezeigten Ausführungsform die Tidiffundierten Glassohichten 181a und 181b, welche eine sich in Dickenrichtung allmählich ändernde Brechungsindexverteilung aufweisen, durch thermische Diffusion von Ti von den Oberflächen der Glassubstrate 12a und 12b hergestellt. Da die Ti-diffundierten Glasschichten 181a und 181b sich allmählich ändernde Brechungsindizees aufweisen, wurde eine besonders problematische Grenzschichtreflexion an der Grenzschicht zwischen dem ITO und dem Glas in einer zum Vergleich bestimmten Flüssigkristallzelle (Flüssigkristallzelle A) minimiert, um das Auftreten von Interferenzspitzen auf Grund der Grenzschichtreflexion durch eine ganze Flüssigkristallzelle zu unterdrücken, wodurch die Farbungleichmäßigkeit vermieden wurde.In still another preferred embodiment of the present invention, the refractive index of at least a part of the glass substrate, the transparent electrode film and the dielectric film is stepwise or continuously changeable so as to minimize a refractive index difference at an interface between the layers. Fig. 17 schematically shows such an embodiment with its sectional view on the left side and a corresponding refractive index distribution on the right side. Such stepwise or continuous change of the refractive index can be carried out, for example, by the external diffusion method or the metal diffusion method (see, for example, "Kohha Denshi Kagaku (Lightwave-Electron Optics)", published by Corona Sha KK, pp. 298 - 299). Specifically, in the embodiment shown in Fig. 17, the diffusion-formed glass layers 181a and 181b, which have a having gradually changing refractive index distribution in the thickness direction, by thermal diffusion of Ti from the surfaces of the glass substrates 12a and 12b. Since the Ti-diffused glass layers 181a and 181b have gradually changing refractive indices, a particularly problematic interface reflection at the interface between the ITO and the glass was minimized in a liquid crystal cell (liquid crystal cell A) for comparison to suppress the occurrence of interference peaks due to interface reflection throughout an entire liquid crystal cell, thereby avoiding color unevenness.

Fig. 18 zeigt Änderungen von &Delta;&theta;uv (Grad) entsprechend den Dickenänderungen der transparenten Elektroden 13a und 13b aus ITO in verschiedenen ferroelektrischen Flüssigkristall-zellen 10 (Ausführungsform der Flüssigkristallzelle B), wobei jede eine unterschiedliche Elektrodendicke aufweist. Dabei bezeichnet &Delta;&theta;uv einen Winkel < &theta;uv.max O &theta;uv.min, wobei &theta;uv.max einen durch einen Teil einer maximalen Flüs-sigkristall-Schichtdicke in einer Flüssigkristallzelle ge-gebenen Farbartpunkt bezeichnet, &theta;uv.min einen durch einen Teil einer minimalen Flüssigkristall-Schichtdicke in der Flüssigkristallzelle gegebenen Farbartpunkt bezeichnet, und O das Original (angenommen als "Weiß" des Standardlichts C) in einem u*- v*-Kooordinatensystem gemäß dem DIE-1976-(L*u*v*)-Raum bezeichnet. Somit ist &Delta;&theta;uv ein Winkel zwischen einer Linie O-&theta;uv.max und einer Linie O-&theta;uv.min.Fig. 18 shows changes of Δθuv (degrees) corresponding to the thickness changes of the transparent electrodes 13a and 13b made of ITO in various ferroelectric liquid crystal cells 10 (embodiment of the liquid crystal cell B), each having a different electrode thickness. Here, Δθuv denotes an angle < θuv.max O θuv.min, where θuv.max denotes a chromaticity point given by a part of a maximum liquid crystal layer thickness in a liquid crystal cell, θuv.min denotes a chromaticity point given by a part of a minimum liquid crystal layer thickness in the liquid crystal cell, and O denotes the original (assumed to be "white" of the standard light C) in a u*- v* coordinate system according to the DIE-1976 (L*u*v*) space. Thus, Δθuv is an angle between a line O-θuv.max and a line O-θuv.min.

Gemäß unseren Untersuchungen wurde das Auftreten von Farbungleichmäßigkeit wirkungsvoll unterdrückt, wenn &Delta;&theta;uv 9º oder weniger betrug, vorzugsweise 3º oder weniger. Zu diesem Zweck wurde die Dicke der transparenten Elektrode (ITO) auf 84 nm (840 Å) oder weniger, 132 nm - 168 nm (1320 Å - 1680 Å), 196 nm - 247 nm (1960 Å - 2470 Å) oder 318 nm - 385 nm (3180 Å - 3850 Å) eingestellt. Wie in Fig. 18 gezeigt, war die ITO-Foliendicke besonders vorzugsweise in dem Bereich von 72 nm (720 Å) oder weniger (aber in der Praxis 5 nm (50 Å) oder mehr), 155 nm -168 nm (1550 Å - 1680 Å) oder 196 nm - 225 nm (1960 Å - 2250 Å. Insbesondere weisen aber Flüssigkristallzellen ähnlich der Flüssigkristallzelle B 160 nm (1600 Å) dicke ITO-Folien und 200 nm (2000 Å) dicke Folien anstelle der 10 nm (100 Å) dicken ITO-Folien auf, welche ähnlich gute Ergebnisse wie die vorstehend erwähnte Flüssigkristallzelle B zeigte.According to our investigations, the occurrence of color unevenness was effectively suppressed when Δθuv was 9° or less, preferably 3° or less. For this purpose, the thickness of the transparent electrode (ITO) was set to 84 nm (840 Å) or less, 132 nm - 168 nm (1320 Å - 1680 Å), 196 nm - 247 nm (1960 Å - 2470 Å) or 318 nm - 385 nm (3180 Å - 3850 Å). As shown in Fig. 18, the ITO film thickness was particularly preferably in the range of 72 nm (720 Å) or less (but in practice 5 nm (50 Å) or more), 155 nm -168 nm (1550 Å - 1680 Å) or 196 nm - 225 nm (1960 Å - 2250 Å). In particular, liquid crystal cells similar to the liquid crystal cell B comprise 160 nm (1600 Å) thick ITO films and 200 nm (2000 Å) thick films instead of the 10 nm (100 Å) thick ITO films, which showed similarly good results as the above-mentioned liquid crystal cell B.

Fig. 19 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle. Die Bezugszeichen 201a und 201b bezeichnen Substrate (Glasplatten), auf welchen jeweils eine transparente Elektrode aus z. B. In&sub2;O&sub3;, SnO&sub2;, ITO (Indium-Zinn-Oxid) usw. angeordnet ist. Ein Flüssigkristall einer SmC*-Phase, in welcher Flüssigkristall- Molekülschichten 202 senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatten orientiert sind, wird vollständig dicht dazwischen angeordnet. Eine Vollinie zeigt die Flüssigkristallmoleküle 203. Jedes Flüssigkristallmolekül 203 weist ein Dipolmoment (P ) 204 in eine Richtung senkrecht zu dessen Achse auf. Wird eine Spannung höher als ein gewisser Schwellenpegel zwischen den auf den Substraten (Glasplatten) 201a und 201b ausgebildeten transparenten Elektroden angelegt, wird ein schrauben- oder spiralförmiger Aufbau der Flüssigkristallmoleküle 203 abgewickelt oder freigegeben, um die Orientierungsrichtung der jeweiligen Flüssigkristallmoleküle 203 zu ändern, so daß die Dipolmomente (P ) 204 alle in die Richtung des elektrischen Felds ausgerichtet werden. Die Flüssigkristallmoleküle 203 weisen eine Längsform auf und zeigen zwischen der langen Achse und der kurzen Achse Brechungsanisotropie. Demgemäß ist leicht erkennbar, daß z. B. beim Anordnen von Polarisatoren als gekreuzte Nicolssche Prismen, d. h. wobei sich ihre Polarisierungsrichtungen miteinander kreuzen, jeweils auf der oberen und der unteren Oberfläche der Substrate (Glasplatten) 201a und 201b die so angeordnete Flüssigkristallzelle als eine optische Flüssigkristall-Modulationseinrichtung wirksam ist, deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der Polarität einer angelegten Spannung ändern. Wird ferner die Dicke der Flüssigkristallzelle ausreichend dünn (z. B. 1 µm) ausgebildet, wird der spiralförmige Aufbau der Flüssigkristallmoleküle ohne das Anlegen eines elektrischen Felds aufgehoben, wobei das Dipolmoment einen der beiden Zustände annimmt, d. h. Pa in eine Aufwärtsrichtung 214a oder Pb in eine Abwärtsrichtung 214b, so daß ein bistabiler Zustand ausgebildet wird, wie in Fig. 20 gezeigt ist. Wird ein elektrisches Feld Ea oder Eb, stärker als eine bestimmte Schwellenstärke und in der Polarität zueinander verschieden, wie in Fig. 20 gezeigt, an eine Flüssigkristallzelle angelegt, welche die vorstehend erwähnten Eigenschaften aufweist, wird das Dipolmoment entweder in die Aufwärtsrichtung 214a oder in die Abwärtsrichtung 214b orientiert, abhängig vom Vektor des elektrischen Felds Ea oder Eb. Im Übereinstimmung damit werden die Flüssigkristallmoleküle 203 entweder in einen ersten Orientierungszustand 213a oder in einen zweiten Orientierungszustand 213b ausgerichtet.Fig. 19 schematically shows an embodiment of a ferroelectric liquid crystal cell. Reference numerals 201a and 201b denote substrates (glass plates) on each of which a transparent electrode made of, for example, In₂O₃, SnO₂, ITO (indium tin oxide), etc. is arranged. A liquid crystal of an SmC* phase in which liquid crystal molecule layers 202 are oriented perpendicular to the surfaces of the glass plates is completely densely arranged therebetween. A solid line shows the liquid crystal molecules 203. Each liquid crystal molecule 203 has a dipole moment (P ) 204 in a direction perpendicular to its axis. When a voltage higher than a certain threshold level is applied between the transparent electrodes formed on the substrates (glass plates) 201a and 201b, a helical or spiral structure of the liquid crystal molecules 203 is unwound or released to change the orientation direction of the respective liquid crystal molecules 203 so that the dipole moments (P ) 204 are all aligned in the direction of the electric field. The liquid crystal molecules 203 have a longitudinal shape and exhibit refractive anisotropy between the long axis and the short axis. Accordingly, it is easily seen that, for example, when polarizers are arranged as crossed Nicols prisms, that is, with their polarization directions crossing each other, on the upper and lower surfaces of the substrates (glass plates) 201a and 201b, respectively, the liquid crystal cell thus arranged can be used as an optical Liquid crystal modulation device is effective whose optical properties change depending on the polarity of an applied voltage. Furthermore, if the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (e.g. 1 µm), the spiral structure of the liquid crystal molecules is canceled without the application of an electric field, and the dipole moment assumes one of the two states, ie, Pa in an upward direction 214a or Pb in a downward direction 214b, so that a bistable state is formed as shown in Fig. 20. If an electric field Ea or Eb stronger than a certain threshold strength and different in polarity from each other as shown in Fig. 20 is applied to a liquid crystal cell having the above-mentioned properties, the dipole moment is oriented either in the upward direction 214a or in the downward direction 214b, depending on the vector of the electric field Ea or Eb. Accordingly, the liquid crystal molecules 203 are aligned either into a first orientation state 213a or into a second orientation state 213b.

Wird der vorstehend erwähnte Flüssigkristall als ein optisches Modulationselement verwendet, ist es möglich, zwei Vorteile zu erlangen. Der erste Vorteil liegt darin, daß die Reaktionsgeschwindigkeit ziemlich hoch ist. Der zweite Vorteil ist, daß die Orientierung des Flüssigkristalls Bistabilität zeigt. Der zweite Vorteil wird nachstehend weiter erläutert, z. B. mit Bezug auf Fig. 20. Wenn das elektrische Feld Fa auf die Flüssigkristallmoleküle 203 einwirkt, werden sie in den ersten stabilen Orientierungszusrand 213a ausgerichtet. Dieser Zustand wird stabil aufrechterhalten, selbst wenn das elektrische Feld Ea entfernt wird. Wenn andererseits das elektrische Feld Eb, dessen Richtung entgegengesetzt zu der des elektrischen Felds Ea ist, auf die Flüssigkristallmoleküle 203 einwirkt, werden die Flüssigkristallmoleküle 203 in den zweiten Orientierungszustand 213b ausgerichtet, wobei die Richtungen der Flüssigkristallmoleküle 203 geändert werden. Gleichermaßen wird der letztere Zustand stabil aufrechterhalten, selbst wenn das elektrische Feld Eb entfernt wird. Solange ferner die Stärke des einwirkenden elektrischen Felds Ea oder Eb nicht über einem bestimmten Schwellenwert ist, sind die Flüssigkristallmoleküle 203 in die jeweiligen Orientierungszustände 213a oder 213b versetzt. Um wirkungsvoll eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit und Bistabilität zu realisieren, ist es vorteilhaft, wenn die Dicke der Flüssigkristallzelle so gering als möglich ist, vorzugsweise 1 µm bis 5 µm.When the above-mentioned liquid crystal is used as an optical modulation element, it is possible to obtain two advantages. The first advantage is that the response speed is quite high. The second advantage is that the orientation of the liquid crystal exhibits bistability. The second advantage will be further explained below, for example, with reference to Fig. 20. When the electric field Fa acts on the liquid crystal molecules 203, they are aligned in the first stable orientation state 213a. This state is stably maintained even when the electric field Ea is removed. On the other hand, when the electric field Eb, the direction of which is opposite to that of the electric field Ea, acts on the liquid crystal molecules 203, the liquid crystal molecules 203 are aligned in the second orientation state 213b, the directions of the liquid crystal molecules 203 are changed. Likewise, the latter state is stably maintained even if the electric field Eb is removed. Furthermore, as long as the strength of the applied electric field Ea or Eb is not above a certain threshold value, the liquid crystal molecules 203 are placed in the respective orientation states 213a or 213b. In order to effectively realize a high response speed and bistability, it is advantageous if the thickness of the liquid crystal cell is as small as possible, preferably 1 µm to 5 µm.

In der vorliegenden Erfindung ist besonders zu bevorzugen, daß die Flüssigkristall-Schichtdicke 50 (x&sub1;+x&sub2;) oder weniger beträgt, mehr vorzugsweise 30 (x&sub1;+x&sub2;) oder weniger, ferner vorzugsweise 20 (x&sub1;+x&sub2;), wobei x&sub1; und x&sub2; jeweils die Dicke der transparenten Elektroden auf dem einen und dem anderen Substrat bezeichnen.In the present invention, it is particularly preferable that the liquid crystal layer thickness is 50 (x₁+x₂) or less, more preferably 30 (x₁+x₂) or less, further preferably 20 (x₁+x₂), where x₁ and x₂ respectively denote the thickness of the transparent electrodes on one and the other substrate.

Als bistabile Flüssigkristalle, welche in der Flüssigkristall-Vorrichtung der Erfindung verwendet werden, können ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristalle am vorteilhaftesten eingesetzt werden, von welchen Flüssigkristalle in chiraler smektischer C-Phase (SmC*) oder H- Phase (SmH*) besonders geeignet sind. Diese ferroelektrischen Flüssigkristalle können derart sein, wie sie z. B. den US-Patentdokumenten Nr. 4 613 209, Nr. 4 614 609, Nr. 4 622 165 usw. beschrieben sind.As bistable liquid crystals used in the liquid crystal device of the invention, ferroelectric chiral smectic liquid crystals can be most advantageously used, of which liquid crystals in chiral smectic C phase (SmC*) or H phase (SmH*) are particularly suitable. These ferroelectric liquid crystals may be those described in, for example, U.S. Patent Documents No. 4,613,209, No. 4,614,609, No. 4,622,165, etc.

Weiterhin können in der vorliegenden Erfindung Ansteuerverfahren verwendet werden, wie sie z. B. in den US-Petentdokumenten Nr. 4 705 345, Nr. 4 707 078 usw. beschrieben sind, zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen.Furthermore, in the present invention, driving methods such as those described in US Patent Documents No. 4,705,345, No. 4,707,078, etc. can be used in addition to those described above.

Vorstehend wurde die Erfindung mit Bezug auf eine Ausführungsform eines ferroelektrischen Flüssigkristalls erläutert. Es ist jedoch möglich, die vorliegende Erfindung auch auf ein TN-Flüssigkristall oder einen superverdrillten nematischen Flüssigkristall anzuwenden (in welchem die nematischen Flüssigkristallmoleküle mit einem Drallwinkel von etwa 270º ausgerichtet sind).The invention has been explained above with reference to an embodiment of a ferroelectric liquid crystal. However, it is possible to apply the present invention to a TN liquid crystal or a supertwisted nematic liquid crystal (in which the nematic liquid crystal molecules are aligned with a twist angle of about 270º).

Wie vorstehend beschrieben, ist es erfindungsgemäß möglich geworden, das Auftreten der Farbungleichmäßigkeit oder der Änderung des Farbtons zu unterdrücken, selbst wenn eine Drei-Wellenlängen-Lichtquelle mit hoher Leuchtdichte als eine Rückseitenbeleuchtungseinrichtung verwendet wird.As described above, according to the present invention, it has become possible to suppress the occurrence of color unevenness or change in color tone even when a three-wavelength light source having high luminance is used as a backlight device.

Claims (12)

1. Flüssigkristall-Vorrichtung mit:1. Liquid crystal device comprising: - einer Flüssigkristallzelle (10) mit einem Paar von Substraten (12a, 12b), von denen jedes eine darauf angeordnete transparente Elektrode (13a, 13b) aufweist, und mit einer zwischen dem Paar von Substraten (12a, 12b) angeordneten Flüssigkristallschicht (16), wobei die transparenten Elektroden (13a, 13b) eine Dicke von 84 nm oder weniger, 132 nm bis 168 nm, 196 nm bis 247 nm oder 318 nm bis 385 nm aufweisen, die Flüssigkristallschicht (16) eine Dicke von 5 µm oder weniger aufweist, eine Fluoreszenzlichtquelle (17) in Beobachtungsrichtung hinter der Flüssigkristallzelle (10) angeordnet ist und die Flüssigkristallzelle (10) beleuchtet, wobei die Fluoreszenzlichtquelle (17) mindestens drei Spitzen der spezifischen Emissionsenergie erzeugt, und das Paar von Substraten (12a, 12b) jeweils eine darauf angeordnete transparente Elektrode (13a, 13b) und eine dielektrische Folie (14a, 14b) mit einem größeren Brechungsindex als die transparente Elektrode (13a, 13b) aufweist.- a liquid crystal cell (10) with a pair of substrates (12a, 12b), each of which has a transparent electrode (13a, 13b) arranged thereon, and with a liquid crystal layer (16) arranged between the pair of substrates (12a, 12b), the transparent electrodes (13a, 13b) having a thickness of 84 nm or less, 132 nm to 168 nm, 196 nm to 247 nm or 318 nm to 385 nm, the liquid crystal layer (16) having a thickness of 5 µm or less, a fluorescence light source (17) is arranged behind the liquid crystal cell (10) in the observation direction and illuminates the liquid crystal cell (10), the fluorescence light source (17) generating at least three peaks of the specific emission energy, and the pair of substrates (12a, 12b) each have a transparent electrode (13a, 13b) arranged thereon and a dielectric film (14a, 14b) having a larger refractive index than the transparent electrode (13a, 13b). 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Substraten (12a, 12b) einen Breohungsindex n aufweist, welcher die Beziehung n - 0,1 &le; n &le; n + 0,1 erfüllt, wobei n jeweils den Drechungsindex entlang der kürzeren Molekülachse und n jeweils den Brechungsindex entlang der längeren Molekülachse des Flüssigkristalls (16) bezeichnet.2. Device according to claim 1, characterized in that the pair of substrates (12a, 12b) has a refractive index n which satisfies the relationship n - 0.1 ≤ n ≤ n + 0.1, where n respectively denotes the rotation index along the shorter molecular axis and n respectively denotes the refractive index along the longer molecular axis of the liquid crystal (16). 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die transparente Elektrode (13a, 13b) eine Dicke von 84 nm oder weniger aufweist.3. Device according to claim 1 or 2, wherein the transparent electrode (13a, 13b) has a thickness of 84 nm or less. 4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die transparente Elektrode (13a, 13b) eine Dicke von 132 nm bis 168 nm aufweist.4. Device according to claim 1 or 2, wherein the transparent electrode (13a, 13b) has a thickness of 132 nm to 168 nm. 5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die dielektrische Folie (14a, 14b) Ta&sub2;O&sub5; oder TiO&sub2; aufweist.5. Device according to one of the preceding claims 1 to 4, wherein the dielectric film (14a, 14b) comprises Ta₂O₅ or TiO₂. 6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flüssigkristall (16) ein ferroelektrischer Flüssigkristall ist.6. Device according to one of the preceding claims, wherein the liquid crystal (16) is a ferroelectric liquid crystal. 7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der ferroelektrische Flüssigkristall (16) eine nichtspiralförmige Molekülorientierungsstruktur aufweist.7. A device according to claim 6, wherein the ferroelectric liquid crystal (16) has a non-spiral molecular orientation structure. 8. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Paar von Substraten (12a, 12b) ein erstes Substrat mit einer darauf angeordneten ersten transparenten Elektrode mit einer Dicke x&sub1; und ein zweites Substrat mit einer darauf angeordneten zweiten Elektrode mit einer Dicke x&sub2; aufweist, und die Flüssigkristallschicht eine Dicke von 50 (x&sub1;+x&sub2;) oder weniger aufweist.8. A device according to any preceding claim, wherein the pair of substrates (12a, 12b) comprises a first substrate having a first transparent electrode having a thickness x1 disposed thereon and a second substrate having a second electrode having a thickness x2 disposed thereon, and the liquid crystal layer has a thickness of 50 (x1 + x2) or less. 9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Flüssigkristallschicht (16) eine Dicke von 30 (x&sub1;+x&sub2;) oder weniger aufweist.9. The device according to claim 8, wherein the liquid crystal layer (16) has a thickness of 30 (x₁+x₂) or less. 10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Flüssigkristallschicht (16) eine Dicke von 20 (x&sub1;+x&sub2;) oder weniger aufweist.10. The device according to claim 8, wherein the liquid crystal layer (16) has a thickness of 20 (x₁+x₂) or less. 11. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansdrüche, wobei die Flüssigkristallsohioht (16) eine maximale Dicke Dmax und eine minimale Dicke Dmin aufweist, und die Flüssigkristallzelle (10) in Kombination mir der Fluereszenzlichtquelle (17) einen Winkel &Delta;&theta;uv von 9º oder weniger bildet, wobei der Winkel &Delta;&theta;uv als ein Winkel definiert ist, welcher zwischen einer Linie, welche einen Koordinatenursprung und einen durch die Koordinaten u* und v* in dem Punkt der maximalen Flüssigkristall-Schichtdicke bestimmten Farbartpunkt verbindet, und einer Linie ausgebildet ist, welche den Koordinatenursprung und einen durch die Koordinaten u* und v* in dem Punkt der minimalen Flüssigkristall-Schichtdicke bestimmten Farbartpunkt verbindet, in einem u*-v*-Koordinatensystem gemäß dem CIE- 1976-(L*u*v*)-Raum.11. Device according to one of the preceding claims, wherein the liquid crystal cell (16) has a maximum thickness Dmax and a minimum thickness Dmin, and the liquid crystal cell (10) in combination with the fluorescent light source (17) has an angle Δθuv of 9º or less wherein the angle Δθuv is defined as an angle formed between a line connecting a coordinate origin and a chromaticity point determined by the coordinates u* and v* at the point of maximum liquid crystal layer thickness and a line connecting the coordinate origin and a chromaticity point determined by the coordinates u* and v* at the point of minimum liquid crystal layer thickness in a u*-v* coordinate system according to the CIE 1976 (L*u*v*) space. 12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Winkel &Delta;&theta;uv 3º oder weniger beträgt.12. The device according to claim 11, wherein the angle Δθuv is 3° or less.